JP2008215258A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、特に、吸気制御弁を有する内燃機関の吸気装置に関する。 The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine, and more particularly to an intake device for an internal combustion engine having an intake control valve.
吸気通路内に配設した吸気制御弁を開閉制御することにより吸気流を制御し、燃焼室内にタンブル(縦渦)やスワール(横渦)などの旋回流を形成する内燃機関の吸気装置が従来から知られている。これらの旋回流は、内燃機関における燃焼効率の向上や成層燃焼の促進に寄与している。 2. Description of the Related Art Conventionally, an intake device for an internal combustion engine that controls the intake flow by controlling the opening and closing of an intake control valve disposed in the intake passage and forms a swirl flow such as a tumble (vertical vortex) or swirl (lateral vortex) in a combustion chamber Known from. These swirling flows contribute to improving combustion efficiency and promoting stratified combustion in an internal combustion engine.
たとえば、実開平7−25264号公報(特許文献1)には、吸気ポートの通路が隔壁により第1と第2通路に区画され、第2通路を全域閉鎖または全域開放する吸気制御弁が設けられたエンジンの吸気装置が記載されている。 For example, Japanese Utility Model Publication No. 7-25264 (Patent Document 1) is provided with an intake control valve in which a passage of an intake port is divided into a first and a second passage by a partition, and the second passage is closed or opened entirely. An engine intake system is described.
また、特開2003−206761号公報(特許文献2)には、直列4気筒の内燃機関の各気筒ごとに吸気制御弁が設けられた吸気流量可変給気装置が記載されている。
上記のような吸気装置において、片持ち支持の吸気制御弁の弁軸による支持部(本願明細書では「一端部」と称する。)と弁軸が設けられる側の吸気通路の壁面との隙間を流れる気流が生じることで、旋回流を生じさせるための気流(本願明細書では「主流」と称する。)に影響が及ぶ場合がある。この結果、内燃機関における燃焼効率の向上や成層燃焼の促進が阻害される。 In the intake apparatus as described above, a gap between a support portion (referred to as “one end portion” in the present specification) by a valve shaft of a cantilevered intake control valve and a wall surface of an intake passage on a side where the valve shaft is provided. When the flowing airflow is generated, the airflow for generating the swirling flow (referred to as “main flow” in the present specification) may be affected. As a result, improvement in combustion efficiency and promotion of stratified combustion in the internal combustion engine are hindered.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、吸気流れが改善された内燃機関の吸気装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an intake device for an internal combustion engine with an improved intake flow.
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、内燃機関の燃焼室に吸入空気を導入する内燃機関の吸気装置であって、吸入空気を通過させる吸気通路と、内燃機関に取付けられ、吸気通路の一部を構成するインテークマニホールドと、吸気通路の少なくとも一部の通路断面積を縮小可能な吸気制御弁と、吸気制御弁の一端部を回動可能に支持する弁軸と、吸気制御弁とは別の他部品から吸気制御弁の一端部に向かって突出し、該一端部と弁軸が設けられる側の吸気通路の壁面との隙間を縮小する隙間抑制部とを備える。 An intake device for an internal combustion engine according to the present invention is an intake device for an internal combustion engine that introduces intake air into a combustion chamber of the internal combustion engine, and is an intake passage that allows intake air to pass therethrough; An intake manifold that constitutes a portion, an intake control valve that can reduce the cross-sectional area of at least a portion of the intake passage, a valve shaft that rotatably supports one end of the intake control valve, and an intake control valve And a gap suppressing portion that projects toward one end of the intake control valve from other parts and reduces the gap between the one end and the wall surface of the intake passage on the side where the valve shaft is provided.
上記構成によれば、隙間抑制部によって吸気制御弁の一端部と吸気通路の壁面との隙間を縮小することができるので、当該隙間を流れる流れを抑制し、吸気流れを改善して燃焼特性を向上させることができる。 According to the above configuration, since the gap between the one end portion of the intake control valve and the wall surface of the intake passage can be reduced by the gap suppressing portion, the flow through the gap is suppressed, the intake flow is improved, and the combustion characteristics are improved. Can be improved.
なお、上記他部品は、インテークマニホールドに含まれるものであってもよいし、インテークマニホールドに嵌入され、吸気通路の一部を構成する嵌入部材であってもよい。 The other parts may be included in the intake manifold, or may be a fitting member that is fitted into the intake manifold and constitutes a part of the intake passage.
上記内燃機関の吸気装置において、好ましくは、隙間抑制部は、吸気通路の延在方向に沿って突出し、該吸気通路の一部を規定する。 In the above-described intake device for an internal combustion engine, preferably, the gap suppressing portion projects along the extending direction of the intake passage and defines a part of the intake passage.
上記構成によれば、隙間抑制部が吸気通路の延在方向に沿って突出することで、隙間抑制部を設けることによる吸入空気の流れへの影響を小さくすることができる。結果として、吸気流れを改善して燃焼特性を向上させることができる。 According to the said structure, the influence on the flow of intake air by providing a clearance gap suppression part can be made small because a clearance gap suppression part protrudes along the extension direction of an intake passage. As a result, the intake flow can be improved and the combustion characteristics can be improved.
上記内燃機関の吸気装置において、好ましくは、吸気制御弁は、上記一端部の反対側に位置する他端部を有し、隙間抑制部は、他端部よりも一端部に近い位置に形成される。 In the intake device of the internal combustion engine, preferably, the intake control valve has a second end portion located on the opposite side of the first end portion, and the gap suppressing portion is formed at a position closer to the first end portion than the second end portion. The
上記構成によれば、隙間抑制部を吸気制御弁の一端部の近傍に設けることで、隙間抑制部が大きくなることを抑制しながら吸気制御弁の一端部と吸気通路の壁面との隙間を縮小することができる。 According to the above configuration, the clearance between the one end portion of the intake control valve and the wall surface of the intake passage is reduced while suppressing the increase in the clearance suppression portion by providing the clearance suppression portion in the vicinity of one end portion of the intake control valve. can do.
上記内燃機関の制御装置において、好ましくは、隙間抑制部は、吸気制御弁の可動範囲の全域において、吸気制御弁の一端部と吸気通路の壁面との隙間を縮小する。 In the control apparatus for an internal combustion engine, preferably, the clearance suppression unit reduces the clearance between one end of the intake control valve and the wall surface of the intake passage in the entire movable range of the intake control valve.
上記構成によれば、吸気制御弁の開閉状態に関わらず、吸気流れを安定して改善することができる。 According to the above configuration, the intake flow can be stably improved regardless of the open / close state of the intake control valve.
上記内燃機関の制御装置において、好ましくは、吸気制御弁は、燃焼室内にタンブル流を生じさせる。 In the control apparatus for an internal combustion engine, preferably, the intake control valve generates a tumble flow in the combustion chamber.
本発明によれば、内燃機関の吸気流れを改善し、燃焼特性を向上させることができる。 According to the present invention, the intake flow of an internal combustion engine can be improved and the combustion characteristics can be improved.
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組合わせることは、当初から予定されている。 Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential for the present invention unless otherwise specified. In addition, when there are a plurality of embodiments below, it is planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the embodiments unless otherwise specified.
本願明細書において「内燃機関」は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。また、内燃機関に設けられるインジェクタは、吸気通路に燃料を噴射するインジェクタであってもよいし、筒内に燃料を噴射するインジェクタであってもよい。さらには、それらの双方のインジェクタが設けられてもよい。 In the present specification, the “internal combustion engine” may be a gasoline engine or a diesel engine. Further, the injector provided in the internal combustion engine may be an injector that injects fuel into the intake passage, or an injector that injects fuel into the cylinder. Furthermore, both of these injectors may be provided.
図1は、本発明の1つの実施の形態に係る内燃機関の吸気装置を示す全体構成図である。図1を参照して、シリンダブロック10に円筒状のシリンダ20が形成され、その頂部を覆うシリンダヘッド30にペントルーフ型の燃焼室40が設けられている。燃焼室40の2つの傾斜面にそれぞれ接続されるように、吸気通路50および排気通路60が形成されている。吸気通路50の先端は吸気バルブ70により開閉され、排気通路60の先端は排気バルブ80により開閉される。吸気通路50は、先端部が二股上に分岐しており、各気筒に一対設けられた吸気バルブ70がそれぞれの先端を開閉している。同様に、排気バルブ80も各気筒に一対設けられている。そして、これら4つのバルブに囲まれた燃焼室40の中心部に、プラグ90が配置されている。なお、シリンダ20内にはピストン95が配置されている。図1の例では、ピストン95の頂面は平坦な形状を有しているが、該頂面は、成層燃焼等に適した所望の形状に適宜構成される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an intake device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置について、図1に加えて、図2,図3を参照しながら詳述する。なお、図2は、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置におけるインテークマニホールド100および吸気制御弁200を示す図であり、図3は、吸気制御弁200の周辺を拡大して示した図である。
An intake device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 in addition to FIG. 2 is a diagram showing
図1〜図3に示すように、シリンダヘッド30には、インテークマニホールド100が接続され、インテークマニホールド100内には、「嵌入部材」としてのカートリッジ500が嵌入されている。インテークマニホールド100、カートリッジ500およびシリンダヘッド30内に形成される吸気通路50には、矢印DR1方向に吸入空気が流れる。吸気制御弁200は、吸気通路50の通路断面積を調整する。これにより、シリンダ20内に矢印DR2方向のタンブル流が形成される。カートリッジ500には、吸気制御弁200および弁軸300が組付けられている。弁軸300は、吸気制御弁200の一端部(根元部)210を回動可能に支持する。これにより、吸気制御弁200が矢印DR3方向に回動可能となり、吸気制御弁200により吸気通路50の通路断面積を調整することが可能になる。
As shown in FIGS. 1 to 3, an
図1〜図3中の破線は、吸気通路50を閉じた状態の吸気制御弁200を示す。吸気制御弁200によって吸気通路50を閉じた状態では、吸気制御弁200の他端部(先端部)220と吸気通路50の壁面との隙間を通過する主流(図3中の矢印F1に対応。)により、燃焼室40内に旋回流(タンブル流)が形成される。これにより、たとえば、燃料と空気との混合や火炎の伝播を促進して燃焼効率を向上させることができる。
The broken line in FIGS. 1 to 3 shows the
上記のように、吸気制御弁200により旋回流を形成する際に、吸気制御弁200の一端部210と吸気通路50の壁面との隙間を流れる気流(図3中の矢印F2に対応。)が強いと、その流れが主流(F1)を乱すことにより吸入空気(混合気)の均質化が阻害される。この結果、内燃機関の燃焼特性の向上が阻害される。
As described above, when the swirl flow is formed by the
本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置は、インテークマニホールド100から吸気制御弁200の一端部210に向かって突出し、一端部210と吸気通路50の壁面との隙間を縮小するガイドリブ400が設けられている。このガイドリブ400によって、吸気制御弁200の一端部210と吸気通路50の壁面との隙間を縮小することができるので、当該隙間を流れる流れ(F2)を抑制することができる。この結果、内燃機関の燃焼特性を向上させることができる。
The intake device for an internal combustion engine according to the present embodiment is provided with a
ガイドリブ400は、吸気通路50の延在方向(矢印DR1方向)に沿って突出し、吸気通路50の一部を規定している。このようにすることで、ガイドリブ400を設けることによる吸入空気の流れへの影響を小さくすることができる。
The guide rib 400 protrudes along the extending direction of the intake passage 50 (the direction of the arrow DR1) and defines a part of the
また、ガイドリブ400は、吸気制御弁200の他端部220よりも一端部210に近い位置に形成されている。このようにすることで、ガイドリブ400が大きくなることを抑制しながら吸気制御弁200の一端部210と吸気通路50の壁面との隙間を縮小することができる。
The
ガイドリブ400は、吸気制御弁200が全閉状態であるか全開状態であるかに関わらず、上記の隙間を縮小している。すなわち、ガイドリブ400は、吸気制御弁200の可動範囲の全域において、吸気制御弁200の一端部210と吸気通路50の壁面との隙間を縮小する。また、ガイドリブ400は、吸気制御弁200の回動を阻害しないように形成されている。
The
ガイドリブ400は、インテークマニホールド100に形成された吸気通路50の壁面の延長線上に形成される。また、ガイドリブ400は、インテークマニホールド100を構成する部材と一体成形されている。このようにすることで、ガイドリブ400を低コストで形成することができる。
The
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る内燃機関の吸気装置は、内燃機関の燃焼室40に導入される吸入空気が通過する吸気通路50と、シリンダヘッド30に取付けられ、吸気通路50の一部を構成するインテークマニホールド100と、吸気通路50の少なくとも一部の通路断面積を縮小可能な吸気制御弁200と、吸気制御弁200の一端部210を回動可能に支持する弁軸300と、「他部品」としてのインテークマニホールド100から吸気制御弁200の一端部210に向かって突出し、一端部210と弁軸300が設けられる側の吸気通路50の壁面との隙間を縮小する「隙間抑制部」としてのガイドリブ400とを備える。
The above contents are summarized as follows. That is, the intake device for an internal combustion engine according to the present embodiment is attached to the
なお、本実施の形態では、インテークマニホールド100の一部としてガイドリブ400を形成する例について説明したが、「隙間抑制部」としてのガイドリブ400は、カートリッジ500の一部として構成されてもよい。
In the present embodiment, the example in which the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 シリンダブロック、20 シリンダ、30 シリンダヘッド、40 燃焼室、50 吸気通路、60 排気通路、70 吸気バルブ、80 排気バルブ、90 プラグ、95 ピストン、100 インテークマニホールド、200 吸気制御弁、210 一端部、220 他端部、300 弁軸、400 ガイドリブ、500 カートリッジ。 10 cylinder block, 20 cylinder, 30 cylinder head, 40 combustion chamber, 50 intake passage, 60 exhaust passage, 70 intake valve, 80 exhaust valve, 90 plug, 95 piston, 100 intake manifold, 200 intake control valve, 210 one end, 220 other end, 300 valve stem, 400 guide rib, 500 cartridge.
Claims (7)
前記吸入空気を通過させる吸気通路と、
前記内燃機関に取付けられ、前記吸気通路の一部を構成するインテークマニホールドと、
前記吸気通路の少なくとも一部の通路断面積を縮小可能な吸気制御弁と、
前記吸気制御弁の一端部を回動可能に支持する弁軸と、
前記吸気制御弁とは別の他部品から前記吸気制御弁の前記一端部に向かって突出し、該一端部と前記弁軸が設けられる側の前記吸気通路の壁面との隙間を縮小する隙間抑制部とを備えた、内燃機関の吸気装置。 An intake device for an internal combustion engine for introducing intake air into a combustion chamber of the internal combustion engine,
An intake passage for passing the intake air;
An intake manifold attached to the internal combustion engine and constituting a part of the intake passage;
An intake control valve capable of reducing a passage cross-sectional area of at least a part of the intake passage;
A valve shaft that rotatably supports one end of the intake control valve;
A gap suppressing portion that projects from another part different from the intake control valve toward the one end of the intake control valve and reduces a gap between the one end and the wall surface of the intake passage on the side where the valve shaft is provided. And an intake device for an internal combustion engine.
前記他部品は、前記嵌入部材である、請求項1に記載の内燃機関の吸気装置。 A fitting member fitted into the intake manifold and constituting a part of the intake passage;
The intake device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the other component is the fitting member.
前記隙間抑制部は、前記他端部よりも前記一端部に近い位置に形成される、請求項1から請求項4のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。 The intake control valve has a second end located on the opposite side of the first end;
5. The intake device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the gap suppressing portion is formed at a position closer to the one end portion than the other end portion.
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